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非穩腔高能激光器中激光模式的數值模擬詳細說明

3853934 2020-03-13 | pdf | 2.63 MB | 次下載 | 1積分

資料介紹

　　高能激光系統中，一般采用正支虛共焦非穩腔作為激光器的諧振腔，極高的激光功率密度使得諧振腔內各光學元件產生了不同程度的熱變形，影響了激光器輸出光束質量和光能量的遠距離傳輸。本文從試驗結果出發，采用數值模擬方法，研究了腔鏡熱變形對虛共焦非穩腔的模式和光束質量的影響。在比較了各種計算腔模方法的基礎上，根據角譜傳播理論，選擇FFT算法，建立諧振腔內多層增益分布模型．分別確定了腳’算法的空間采樣間隔、保護帶系數和分段計算的距離，選取光場往返一次之比的均方根值收斂準則，計算多種增益分布、不同鏡面變形時的諧振腔輸出光場分布，同時計算該光場的遠場分布和傳輸有限距離之后的分布。數值計算表明，腔鏡熱變形是影響輸出光束質量的主要因素之一，鏡面變形的大小，直接影響光束的相位分布和遠場光斑半徑，而腔內增益分布又影響熱變形的分布。嚴格意義上的虛共焦非穩腔，激光出光時間段內，由于熱能沉積和變形增加，出光后續時刻比出光初始時刻的光束質量差。論文中數值計算和理論分析結果與試驗結果較為一致，對實際試驗具有一定的指導意義。文中指出，采用適當的冷卻方法或其它方法，能有效改善光束質量。